SE433834B - Omkastbar fartygsvexel - Google Patents

Description

'l f) 20 fl H 7807773-2 steget, vilka kugghjul är fast förbundna med vardera ett kuggdrev I det andra steget. Dessa båda kuggdrev i det andra steget står i ingrepp med ett gemensamt kugghjul i det andra steget, vilket sistnämnda kugghjul genom kraftuttagsaxel är fast förbundet med en fartygspropeller. Det för gång framåt anordnade kuggdrevet i det första steget är genom en framåt- konnlíng direkt hopkopplingsbartmed en turbindriven drivaxel. Det för hackning avsedda kuggdrevet i det första steget är lagrat parallellt med drivaxeln och genom en back-koppling hop- kopp1íngnhan;med ett periferiellt omkastningskugghjul och detta samverkar med ett koaxiellt med drivaxeln lagrat centralt omkastningskugghjul, som i sin tur genom en andra back- koppling är hopkopplíngsbart med drivaxeln. De nämnda kopp- lingarna är påverkbara gemensamt på sådant sätt att vid från- slagningen av framåt-kopplingen de båda back~kopplingarna tillslâs och omvänt vid frånslagningen av de båda back-kopp- língarna framåt-kopplingen tillslås. Därvid är som koppling- ar anordnade enkla klo- resp. tandkopplingar som är utrustade med friktionslameller eller utgöras av självsynkroniserande tandkopplingar.

Vid dylika anordningar har det visat sig vara av olägenhet att vid klo- resp. tandkopplingar det relativa tand- läget hos den koppling som skall tillslås ofta är sådant, att tandlucka och ingripande tand icke överensstämmer. Följakt- ligen kan kopplingen tillslås först när motkopplingen (fram- åt- eller back-kopplingen) är helt frånslagen.

Detta leder emellertid till att drivturbinen bort- kopplas och därmed accelereras i rotationsriktningen. Vid snabb- aceelererande gasturbiner föreligger därför den risken att antingen den koppling som skall tillslås har för liten tid till förfogande för tillslagningen eller tandändarna på de tänder som föras till ingrepp skadas.

En anordning med självsynkroniserande kopplingar (amerikanska patentskriften 2 7H1 351, fig. 13) förutsätter el1 absolut stillastående av axelsystemet för att utesluta skador på synkroniseringsmekanismen hos den koppling som skall tillslâs. Detta absoluta stillastående av hela systemet kan endast med svårighet uppnås och en tillförlitlig kontroll av k¶ww mm .www-a J! 10 15 PH NJ (X1 7807773-2 systemets driftstillstånd kräver betydande insatser. Automa- tíseringen av omkastningsförloppet är därför mycket dyrbart.

En ytterligare olägenhet hos många kända omkast- bara växlar är det förhållandet att dessa endast är omkopp- lingsbara när turbinvridmomentet är större än det negativa propellervridmomentet. Detta fordrar att drivaggregat står till förfogande som även kan drivas baklänges. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en överskådlig och även vid höga drivantal och driv- effekter möjligast tystgående, för fartyg avsedd omkastbar växel med effektförgreníng i det första steget, där de ovan omtalade olägenheterna undvikas.

Detta uppnås vid en omkastbar fartygsväxel av det inledningsvis angivna slaget därigenom att omkastningskugg- hjulsatsen är hopkopplingsbar med kuggdrevet i det första steget genom åtminstone en back-koppling, varvid för till- och frånslagning av back- och framåt-kopplingarna en långsam- gående hjälpdrivanordning med omkastbar vridríktning via en återgångsspärr är förbunden med drivaxeln.

Lämpligen är ett första centralt omkastníngskugg- hjul via Jtminstone en hack-koppling hopkopplingsbart med kuggdrevet i det första steget och via flera períferiella om- kastningskugghjul konstant förbundet med ett andra centralt omkastningskugghjul.

Denna princip med två centrala omkastningskugghjul är vid en första utföringsform av uppfinningen förverkligad därigenom att det andra centrala omkastningskugghjulet - såsom det enda centrala omkastningskugghjulet vid den beskrivna kända växeln - är hopkopplíngsbart med drivaxeln genom en andra back-koppling, samt att det ena av de båda centrala omkastníngs kugghjulen står i ingrepp med två parallellt med varandra stationärt lagrade mellankugghjul, som samverkar med vardera ett períferiellt omkastningskuggdrev, som vartdera är fast förbundet med ett koaxiellt därtill anordnat períferiellt om- kastningskugghjul som står i ingrepp med det andra centrala omkastningskugghjulet. Vid denna utföringsform står vid gång Framåt, alltså vid frânslagna back-kopplingar, samtliga om- kastnings- och mellankugghjul stilla. 15 I? Ü 30 7807773-2 Vid en andra utföringsform med ävenledes två centrala omkastningskugghjul och därmed samverkande periferiel- la omkastningskugghjul utgöres dessa sistnämnda av i en planet- hjulsbërare lagrade planethjul vilka vart och ett står i in- grepp med de båda centrala omkastningskugghjulen. Vid denna utföríngsform kan förbindningen mellan det andra centrala om- kastningskugghjulet och drivaxeln vara okåsbar. Härvid kan man alltså avstå från en andra back-koppling. I detta fall roterar det första och det andra omkastníngskugghjulet liksom även pldnclkugghjulen vid gång framåt när de icke är i funktion.

Planethjulsbäraren är därvid stationär.

Vid de beskrivna utföringsformerna är framåt- och back-kopplingarna utbildade som självsynkroniserande och till- slagbara synkronkopplingar. Det är vidare så anordnat att synkroniseringsanordningen kan sättas ur funktion från något ställe utanför växeln och därmed säkerställa en fri rörelse i motsatt riktning.

Vidare är det lämpligt att förbinda den långsam- rotwrande hiälpdrivanordningen med drivaxeln via en självhäm- mande utväxling och via en självsynkroniserande och till- slagbar återgångsspärr med styrbar förregling.

De båda i sina grunddrag beskrivna utföringsformer- na av uppfinningen kommer i det följande i samband med schema- tiska ritningar att närmare förklaras med ytterligare detaljer.

De båda i fig. 1 och 2 åskâdliggjorda utförings- formerna har föfiande gemensamma kännetecken.

I en rad med i linje med varandra liggande lager 10 är lagrad en drivaxel 12 som är konstant hopkopplad med en driv- maskin 14, exempelvis en gasturbin. Drivaxeln 12 sträcker sig genom en första röraxel 16 och genom en andra röraxel 18.

Drivaxeln 12 är med sin från drivmaskinen 1H vända ände genom en ârergångsspärr 20, ett par cylindriska kugghjul 22 och en självhämmande skruvväxel 24 förbunden med en hjälpdrivanordning 76, exempelvis en elmotor.

Den första röraxeln 16 är förbunden med drivaxeln 12 genom en vid framåtgång tillslagen och därför i det följande som framåt-koppling 28 betecknad koppling. På denna röraxel är fäst ett kuggdrev 30 i det första steget som konstant står [Û 7807773-2 l ingrepp med två kugghjul 32 i det första steget. Kugghjulen 32 är lagrade parallellt med varandra i vardera ett par lager Eu och genom vardera en torsionsaxel 36 fast förbundna med vardera ett kuggdrev 38 i det andra steget. De båda kugg- lrevcn 38 är vart och ett lagrat i ett par lager H0, broms- bara medelst en dubbel skivbroms H2 och står båda i ingrepp med ett gemensamt kugghjul HU i det andra steget, vilket är fäst pâ en i lager 46 lagrad kraftuttagsaxel H8 ochviä denna konstant förbundet med en fartygspropeller 50.

Kugghjulet HH är i fig. 1 och 2 för'tydlighets skull visat förskjutet i sidled, vilket icke får misstolkas så att det icke skulle stå i ständigt ingrepp med båda kuggdreven 38.

Den andra röraxeln 18 är förbunden med den första röraxeln 1ß genom en för fartygspropellerns 50 vridning bak- länges tillslagbar och därför i det följande som back-koppling 52 betecknad koppling. Vid den andra röraxeln 18 är fäst ett första centralt omkastníngskugghjul 5%. Beträffande utformning- en och anordnandet av detta kugghjul 54 föreligger skillnader mellan utföringsformerna enligt fig. 1 och 2, varför dessa båda utföríngsformer i det följande beskrives skilda från varandra.

Enligt fig. 1 består det första centrala omkastnings- kugghjulet BH av ett med utvändiga kuggar försett cylindriskt kugghjul som står i ingrepp med två i lager 56 stationärt lagrade mellankugghjul 58. Vartdera av de båda mellankugg- hjulen 58 står i sin tur i ingrepp med ett periferiellt om- kastningskugghjul 60. Dessa omkastningskugghjul 60 är lagrade parallellt med varandra i stationära lager 62 och via vardera en torsionsaxel EH fast förbundet med vardera ett i ävenledes stationära lager 66 lagrat periferiellt omkastningskugghjul 68.

Dessa båda períferíella omkastningskugghjul 68 samverkar med ett andra centralt omkastningskugghjul 70 som genom en andra hack-koppling 72 är hopkopplingsbart med drivaxeln 12.

Vid utföringsformen enligt fig. 2 år ett första centralt omkastningskugghjul 54' försett med invändiga kuggar och står i direkt ingrepp med en sats periferiella omkastnings- Lugghjul 68' vilka såsom planethjul är lagrade i en planet- hjulsbärare 7H och samverkar med ett andra centralt omkast- níngskugghjul 7Û', som är fäst på drivaxeln 12. Planethjuls- bäraren 7H är därvid stationär.

LH '1Û 20 3Û 35 7807773-2 Arbetssättet' hos de båda i fig. 1 och 2 visade utföringsformerna av en enligt uppfinningen utförd, omkastbar fartygsväxel beskrivas i det följande vid växelns omkastning från fullt framåt till fullt back. 1. Drivmaskinen 1U'inställes på tomgång, hjälp- drivanordníngen 26 startas i framåt-vridriktningen och åter- gångsspärren 20 förberedes för automatisk förregling. 2. Skivbromsarna H2 tíllslås, så snart som a) propellervarvtalet har minskat till ett på för- hand bestämt värde eller b) efter en på förhand bestämd tid. 3. När drivaxelns 12 varvtal sjunker under det lägre varvtalet för återgångsspärren 20, tillslàs denna och för- reglar automatiskt. P 4. Så snart återgângsspärren 20 är förreglad, om- kastas hjälpdrivanordníngen 26 från framåtvridriktningen till bakåtvridriktningen. Samtidigt försättes framåt-kopplingens 28 synkroniseringsmekanism ur funktion, medan back-kopplingens 52 (och när så finnes 72) synkroniseringsmekanism försättes i funktion. , 5. Under drivaxelns 12 bakåtvridning omkring 300 frånslås framåt-kopplingen 28. 6. Så snart framåt-kopplingen 28 är frånslagen om- kastas hjälpdrivanordningen 26 på nytt och driver drivaxeln 12 i framâtriktningen. Därvid tillsläs back-kopplingen 52 (och när så finnes 72). 7. Så snart back-kopplingen 52 är helt tillslagen, övervinner hjälpdrivanordningen 26 drivmaskinens 14 tomgángs- moment och avlastar därigenom átergângsspärrens 20 förregling, så att denna lätt kan frånsläs. Därefter stannas hjälpdrivanord- ningen 26. ¿ 8. Skivbromsarna H2 lossas. För det fall fartyget alltjämt rör sig framåt strävar propellern 50 att rotera i fram- åtríktníngen och att därigenom driva drivmaskinen 1% baklänges.

Detta förhindras genom stannandetwav híälpdrivanordningen 26 i förening med den självhämmande växeln@24-och återgàngsspärren 20. 7 7807773-2 9. Nu kan drívamskínens 1H vridmoment ökas. Så snart detta överväger propellermomentet, börjar turbínen att rotera framåt, återgångsspärren 20 frigöras och propellern 50 börjar att rotera baklänges.

Omkastningen från gång bakåt till gång framåt äger rum i exakt samma steg, varvid dock kopplíngsfunktionerna hos framåt- och back-kopplingar därvid är ombytta.

Claims (3)

7807773-2 8 PATE¶¶§§êV

1. Omkastbar fartygsväxel med en drivaxel, en framåt- Lopylïnq, som är anordnad koaxiellt med drivaxeln, ett kugg- drwv í första steget som genom framåt-kopplingen är hopkopplings- Lzvr med Årívaxeln, två parallellt med varandra anordnade kugg- hjul i det första steget som ständigt står i ingrepp med kugg- drevet i det första steget, en kraftuttagsaxel som drives via de båda kugghjulen i det andra steget, en omkastningskugg- hjulssats av flera omkastningskugghjul och åtminstone en back- kopplinq som ävenledes är anordnad koaxiellt med drivaxeln, k ä n n e t e c k n a d av att omkastningskugghjulsatsen (5H, 60, 68, 70) är hopkopplingsbar med kuggdrevet (30) i det första steget genom åtminstone en back-koppling (52), varvid för till- och frånslagning av back~ och framåt-kopplingarna (28, 52) en långsamgående hjälpdrivanordning (26) med omkast- bar vridriktning via en återgångsspärr (20) är förbunden med drivaxeln (12).

2. Växel enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att ett första centralt omkastningskugghjul (SH, 5U') vit åtminstone en back~koppling (52) är hopkopplingsbart med kuggdrevet (30) i det första steget och via flera periferiella omkastningskugghjul (68, 68') konstant förbundet med ett andra centralt omkastningskugghjul (70, 7Û').

3. Växel enligt patentkravet 2, för det fall det andra centrala omkastningskugghjulet är hopkopplingsbart med driv- axeln genom en andra back-koppling, k ä n n e t e c k n a d av att det ena av de båda centrala omkastningskugghjulen (SU, 70) står i ingrepp med två parallellt med varandra stationärt lagrade mellankugghjul (58), som samverkar med vardera ett periferiellt omkastningskuggdrev (60), som vartdera är fast förbundet med ett koaxiellt därtill anordnat periferiellt omkastningskugghjul (68) som står i ingrepp med det andra centrala omkastningskugghjulet (70). U. Växel enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d av att de periferiella omkastningskugghjulen (60') består av i en planethjulsbärare (7U) lagrade planethjul av vilka vart och ett samverkar med de båda centrala omkastnings- kugghjulen (5H', 70'). 7807773-2 - U, k ä n n e- Växel enligt något av patentkraven 1 kopplingar (28, 52) av att som fvamåï- och back- L 1-9 O k ll .11 <1 lagbara ßynkrnn- Hr unordnadw självsynkvoníserande och tills koppiíngav. Växel enligt något av patentkraven 1 - 5, k ä n n e- h. (26) via en själv- u e c k n a d av att hjälpdrivanordningen nde växel (24) är förbunden med återgån k ä n n e t e c k - hämma gsspärren (20). 7. n a d äerande øch en automatisk tíllslagning ås Växel enligt patentkravet 6, av att återgångsspärren (20) innefattar självsynkroni~ tadkommande styrorgan.